CN109557384A - 基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，包括以下内容：实时获取民航台站在实际应用场景中电磁环境特征参数数据；自动与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库进行数据相关性分析；得到民航台站在该应用场景下的电磁环境的质量评估分析报告。通过建立应用场景中民航台站的电磁环境基准数据库，模拟或实际获取的各民航台站的特征参数数据，得到各民航台站使用过程中的电磁环境质量真实情况；并通过与基准数据库的数据进行实时比对，在各民航台站所处电磁环境质量变差时能够主动有效预警，得到引起各民航台站所处电磁环境质量变差的具体数据，给出各民航台站所处电磁环境的质量评估分析报告，保障民航飞行的安全。

Description

基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法

技术领域

本发明涉及一种电磁环境质量评估方法，尤其涉及基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法。

背景技术

在民航机场及周边地区空管民航台站基础设施及设备的建设越来越多，电磁环境也越来越复杂，民航台站自身经常受到民航***内部台站之间及外部其他用频干扰，而针对民航台站在各种应用场景下没有建立专业电磁环境质量评估工具或方法，对民航台站建设环境不清楚，无法有效掌握到民航机场及周边地区应用场景下民航台站的电磁环境数据，对民航内部民航台站之间(雷达对甚高频、甚高频各个信道之间对雷达、一次雷达与二次雷达、雷达信号泄漏/杂散等情况)产生的干扰没有建立评估的工具或方法，不能如实反映民航台站使用过程中的民航台站使用电磁环境质量真实情况，也不能主动在民航台站所处电磁环境变差时进行有效预警，国内多个地区出现因大面积的无线电干扰民航台站造成航班延误等严重事件，严重影响民航飞行安全。

另外，民航***缺乏内部民航台站建设的典型应用场景电磁环境数据库，不清楚典型应用场景下各种民航台站组合使用情况的电磁环境数据和民航台站之间兼容性情况，无法掌握民航台站在实际环境中受影响后带来的特征参数变化，无法获取民航台站在各种应用场景下电磁环境的质量评估报告，急需一种民航台站在各种应用场景下电磁环境的质量评估工具或方法，得到民航台站在各种应用场景下电磁环境的质量报告，能为空管人员提前有效预警，为民航台站基础技术设施建设提供技术支撑。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，解决了现有民航***内部缺乏对民航台站在各种应用场景下的电磁环境质量评估的手段而存在的缺陷。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，所述的质量评估方法包括以下内容：

实时获取民航台站在实际应用场景中电磁环境特征参数数据；

自动与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库进行数据相关性分析；

得到民航台站在该应用场景下的电磁环境的质量评估分析报告。

在将获取的数据与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据进行分析比对之前还需要建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库。

所述建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库的内容如下：

建立时统，在实际应用场景中对各民航台站数据采集设备采集数据的时间基准进行统一；

对民航台站特征参数数据进行多维度数据融合，建立典型应用场景下的民航台站电磁环境特征参数数据库；

根据典型应用场景中特征参数的相似性，建立典型应用场景下的民航台站电磁环境基准数据库；

建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库。

在实际应用场景中对各民航台站建立时统之前还需要在搭建好民航台站电磁环境数据采集设备和对民航台站特征参数所需流程进行编排。

所述对民航台站特征参数所需流程进行编排的具体内容如下：

建立基础功能模块池；

建立基础功能组合流程编排模板，将各个基础功能模块按照顺序载入各个流程中；

根据业务需要建立监测任务，设定子任务模板，定义任务流程。

在建立典型应用场景下的民航台站电磁环境特征参数数据库之前还需要建立自适应信号特征参数算法库，实现信号特征参数自动匹配和自动适应信号真实特征参数，获取准确的民航台站信号参数。

所述建立时统的具体内容如下：

在各个典型应用场景中分别设立时间服务器；

通过时间服务器对各应用场景中的设备进行授时同步。

所述建立典型应用场景下的民航台站电磁环境基准数据库包括以下内容：

建立电磁环境特征参数的干扰门限标准数据库；

在干扰门限标准的基础上设定干扰超标门限范围；

结合典型应用环境下的民航台站数据库给出的特征参数，得到典型应用场景下电磁环境质量评估等级参考基准数据库。

所述建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库包括以下内容：

对典型应用场景内对各民航台站的发射进行开和关，获取民航台站特征参数的变化数据信息；

提取蕴含在典型应用场景下民航台站电磁环境特征数据的多维相关性；

得出新应用场景中各民航台站之间兼容性数据和民航台站电磁环境的质量评估等级参考基准数据库。

所述自动与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库进行数据相关性分析包括的内容如下：

将实时获取的监测数据与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库中的数据进行比对，判断实时获取的监测数据与基准数据库中数据的干扰门限关系；

当监测数据在干扰门限基础上并超过A门限值时进行预警。

本发明的有益效果是：通过建立应用场景中民航台站的电磁环境基准数据库，模拟或实际获取的各民航台站的特征参数数据，得到各民航台站使用过程中的电磁环境质量真实情况；并通过与基准数据库的数据进行实时比对，在各民航台站所处电磁环境质量变差时能够主动有效预警，得到引起各民航台站所处电磁环境质量变差的具体数据，给出各民航台站所处电磁环境的质量评估分析报告，保障民航飞行的安全。

附图说明

图1为质量评估方法的流程图；

图2为特征参数所需流程的编排流程图；

图3为建立自适应信号特征参数算法库的流程图；

图4为建立时统的结构图；

图5为提取特征参数的多维相关性分析的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1

在进行本方法之前需要搭建好民航台站电磁环境数据采集设备，实现准确全面自动采集与记录民航台站特征参数，其中，民航台站特征参数包括：

信号业务：无线电通信(地空通信设备、地地通信设备)，无线电导航(航向/下滑/指点标仪表着陆***、全向信标/测距仪、无方向信标)，无线电监视(一/二次合装雷达、二次雷达、场监雷达、广播式自动相关监视***ADS-B)。

信号参数(频域)：ITU参数(频率、频差、电平、场强、占用带宽、占用度、调制度)、调制方式、码元速率；

信号位置(位置域)：台站地址、台站经纬度、相互间台站基准方位、相互间台站基准距离；

信号活动(时域)：截获次数、截获概率、首次截获时间、消失时间、工作时间、工作时段、占用时间；

业务类型：信号名称、使用单位、发射标识；

其他信息：信号频谱、音频谱。

如图1所示，基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，所述的质量评估方法包括以下内容：

S1、实时获取民航台站在实际应用场景中电磁环境特征参数数据；

S2、自动与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库进行数据相关性分析；

S3、得到民航台站在该应用场景下的电磁环境的质量评估分析报告。

进一步地，通过部署民航机场及周边地区各种应用场景中搭建的民航台站电磁环境数据采集设备，获取民航台站在实际环境中受影响后带来的民航台站电磁环境特征数据变化，自动与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库进行分析比对，给出该应用场景下民航台站在该应用场景下电磁环境的质量评估分析报告。

进一步地，在将获取的数据与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据进行分析比对之前还需要建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库。

其中，建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库的内容如下：

A1、建立时统，在实际应用场景中对各民航台站数据采集设备采集数据的时间基准进行统一；以保证所有民航台站电磁环境数据采集设备在频域和时域采集民航台站特征参数时的时间保持统一和一致。

A2、对民航台站特征参数数据进行多维度数据融合，建立典型应用场景下的民航台站电磁环境特征参数数据库；

建立民航台站在典型应用场景(典型应用场景按通用机场分类选取)下电磁环境数据，，将获取的民航台站特征参数、捕获的频谱数据和已存储的频谱监测数据等信息进行筛选、对比、分析，完成位置域、频域、时域等多位空间的数据融合。

其中，对民航台站特征参数数据进行多维度数据融合主要包括根据采集的各个民航台站的频谱数据对其在位置、时间和频率上进行分别配置与关联；对数据进行统计最值、加权累加、概率统计等数据融合处理；得到最后的融合数据。

A3、根据典型应用场景中特征参数的相似性，建立典型应用场景下的民航台站电磁环境基准数据库；

虽然各个典型应用场景的特征参数不一样，但是总有一些特征参数是共有区别只在数量上有差别(如通信设备的数量等等)，结合各典型应用场景中民航台站的电磁环境特征参数的共性建立典型应用场景下的民航台站电磁环境基准数据库；

A4、建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库。

进一步地，在实际应用场景中对各民航台站建立时统之前还需要在搭建好民航台站电磁环境数据采集设备和对民航台站特征参数所需流程进行编排。

进一步地，如图2所示，对民航台站特征参数所需流程进行编排的具体内容如下：

B1、建立基础功能模块池；包括固定频率测量、民航台站用频扫描、测向、重点用频控守、民航台站信号样本和IUT-R参数等

B2、建立基础功能组合流程编排模板，将各个基础功能模块按照顺序载入各个流程中；

B3、根据干扰平排查、民航台站电磁环境质量分析、区域用频协调等业务需要；建立民航台站普查、干扰查找、重点用频分析、大功率台站排查、区域信号监管等监测任务，设定子任务模板，定义任务流程。

进一步地，在建立典型应用场景下的民航台站电磁环境特征参数数据库之前还需要建立自适应信号特征参数算法库，实现信号特征参数自动匹配和自动适应信号真实特征参数，获取准确的民航台站信号参数。

如图3所示，其中，建立自适应信号特征参数算法库，实现信号特征参数自动匹配和自动适应信号真实特征参数，获取准确的民航台站信号参数包括以下内容：

C1、监测时按照国家无线电频率划分规定，确定各个频段信号业务；

C2、根据各个频段具体信号业务匹配各省市民航台站检测数据库；其中，民航台站检测数据库主要包括民航台站在试验时检测采集的数据

C3、根据民航台站检测数据库和台站数据库给出电磁环境特征参数；如，信号参数、信号位置、信号活动等等；其中，台站数据库主要包括民航台站自身的参数数据(如民航台站的数量、地理位置分布等等)；

C4、在实时监测时将给出的电磁环境特征参数自动配置在各个参数表中；

C5、当实时监测的民航台站特征参数数据与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库的数据不匹配时进行自动告警。

如图4所示，步骤A1建立时统的具体内容如下：

A11、在各个典型应用场景中分别设立时间服务器；每台时间服务器内部包含GPS/BD和铷原子钟(采用人工设置起始时间，原子钟作为守时源)；

A12、通过时间服务器对各应用场景中的设备进行授时同步。

其中，时间服务器可以采用单网口、双网口或者四网口等方式给网内设备授时同步；时间同步模式选择：可以针对不同情况，时间同步有两种不同的模式，包括步进(step)同步和微调(slew)同步；如果***中没有对时间敏感的应用，第一次同步时可以采用step同步方式直接把时间修正到位，如果***中有对时间敏感的应用而且应用不能停止，则采用slew同步方式慢慢调整。

步骤A3建立典型应用场景下的民航台站电磁环境基准数据库包括以下内容：

A31、建立地面航空无线电台(站)、导航、监视、气象等电磁环境特征参数的干扰门限标准数据库；

A32、在干扰门限标准的基础上设定干扰超标门限范围；其中，该范围由用户自定义或者采用空管技术部门发布的范围；

A33、结合典型应用环境下的民航台站数据库给出的特征参数，得到典型应用场景下电磁环境质量评估等级参考基准数据库。

步骤A4建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库包括以下内容：

A41、在几种典型应用场景下的民航台站电磁环境特征数据库的基础上，对典型应用场景内对各民航台站的发射进行开和关(也可以模拟对各类民航台站特征参数进行改变)，获取民航台站特征参数的变化数据信息；

A42、提取蕴含在典型应用场景下民航台站电磁环境特征数据的多维相关性；

A43、得出新应用场景中各民航台站之间兼容性数据和民航台站电磁环境的质量评估等级参考基准数据库。

如图5所示，其中，步骤A42包括以下内容：

A421、根据采集的各典型应用场景的电磁环境特征参数数据库信息进行数据关联；

A422、根据数据融合规则对数据中的关键字段信息进行比对、合并、扩展和特征库比较处理；

A423、生成融合信息得到特征数据库。其中，特征数据库能够根据实时采集的数据进行更新。

步骤S2自动与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库进行数据相关性分析包括的内容如下：

S21、将实时获取的监测数据与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库中的数据进行比对，判断实时获取的监测数据与基准数据库中数据的干扰门限关系；

S22、当监测数据在干扰门限基础上并超过A门限值时进行预警。

其中，如果实时监测数据在干扰门限范围内表示电磁环境质量优；如果实时监测数据在干扰门限到A门限值之间表示电磁环境质量良；如果实时监测数据在A门限值之上表示电磁环境质量差；A门限值可以由用户自己设定。

以上所述仅为本发明/发明的实施例，并非因此限制本发明/发明的专利范围，凡是利用本发明/发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明/发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，其特征在于：所述的质量评估方法包括以下内容：

实时获取民航台站在实际应用场景中电磁环境特征参数数据；

自动与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库进行数据相关性分析；

得到民航台站在该应用场景下的电磁环境的质量评估分析报告。

2.根据权利要求1所述的基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，其特征在于：在将获取的数据与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据进行分析比对之前还需要建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库。

3.根据权利要求2所述的基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，其特征在于：所述建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库的内容如下：

建立时统，在实际应用场景中对各民航台站数据采集设备采集数据的时间基准进行统一；

对民航台站特征参数数据进行多维度数据融合，建立典型应用场景下的民航台站电磁环境特征参数数据库；

根据典型应用场景中特征参数的相似性，建立典型应用场景下的民航台站电磁环境基准数据库；

建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库。

4.根据权利要求3所述的基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，其特征在于：在实际应用场景中对各民航台站建立时统之前还需要在搭建好民航台站电磁环境数据采集设备和对民航台站特征参数所需流程进行编排。

5.根据权利要求4所述的基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，其特征在于：所述对民航台站特征参数所需流程进行编排的具体内容如下：

建立基础功能模块池；

建立基础功能组合流程编排模板，将各个基础功能模块按照顺序载入各个流程中；

根据业务需要建立监测任务，设定子任务模板，定义任务流程。

6.根据权利要求3所述的基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，其特征在于：在建立典型应用场景下的民航台站电磁环境特征参数数据库之前还需要建立自适应信号特征参数算法库，实现信号特征参数自动匹配和自动适应信号真实特征参数，获取准确的民航台站信号参数。

7.根据权利要求3所述的基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，其特征在于：所述建立时统的具体内容如下：

在各个典型应用场景中分别设立时间服务器；

通过时间服务器对各应用场景中的设备进行授时同步。

8.根据权利要求3所述的基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，其特征在于：所述建立典型应用场景下的民航台站电磁环境基准数据库包括以下内容：

建立电磁环境特征参数的干扰门限标准数据库；

在干扰门限标准的基础上设定干扰超标门限范围；

结合典型应用环境下的民航台站数据库给出的特征参数，得到典型应用场景下电磁环境质量评估等级参考基准数据库。

9.根据权利要求3所述的基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，其特征在于：所述建立新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库包括以下内容：

对典型应用场景内对各民航台站的发射进行开和关，获取民航台站特征参数的变化数据信息；

提取蕴含在典型应用场景下民航台站电磁环境特征参数数据的多维相关性；

得出新应用场景中各民航台站之间兼容性数据和民航台站电磁环境的质量评估等级参考基准数据库。

10.根据权利要求1所述的基于综合应用场景下民航台站的电磁环境质量评估方法，其特征在于：所述自动与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库进行数据相关性分析包括的内容如下：

将实时获取的监测数据与新应用场景中民航台站电磁环境基准数据库中的数据进行比对，判断实时获取的监测数据与基准数据库中数据的干扰门限关系；

当监测数据在干扰门限基础上并超过A门限值时进行预警。